Радиолокационное многочастотное измерение углов места маловысотных целей над морем с использованием метода root-MUSIC

Предмет и цель работы. Статья посвящена проблеме высокоточных радиолокационных измерений координат целей, расположенных на малой высоте вблизи взволнованной поверхности моря. В таких условиях точным измерениям, наряду с тепловыми шумами приемника радиолокационной станции (РЛС), препятствуют помехи, создаваемые отражениями радиоволн от моря, принимаемые антенной РЛС наравне с полезными сигналами от цели. Особенно остро стоит проблема измерений углов места целей.

Методы и методология работы. Известен ряд методов, позволяющих существенно повысить точность измерений, в том числе метод root-MUSIC. В настоящей работе выполнено исследование возможности повышения эффективности этого метода за счет многочастотных измерений. Оно проводилось путем компьютерного моделирования с использованием трехчастотной РЛС X-диапазона. При моделировании использовались типичные условия: длина трассы – 2000 м, высота антенной решетки на уровнем моря – 12 м, угловая высота цели – от 0,2 до 0,5°. Эффективность многочастотных измерений определялась путем сравнения их с результатами одночастотных измерений в идентичных условиях, в том числе при различных уровнях помех от моря и тепловых шумов в приемных каналах РЛС.

Результаты работы. Предварительно выполнен анализ распределений ошибок измерения, полученных при обычных одночастотных измерениях, в различных фазах интерференционной структуры поля принимаемых сигналов. Его выводы послужили обоснованием многочастотного режима работы как средства уменьшения ошибок измерения угла места цели. Исследованы зависимости ошибок измерения от угла места цели при различных реальных разносах частот. Предложен и испытан алгоритм формирования обобщенной оценки угла места на основе трех частных оценок, полученных на каждой из рабочих частот. Обоснована величина разноса рабочих частот, при котором ошибки измерения достигают минимальных значений.

Заключение. Показано, что одновременное использование трех рабочих частот позволяет уменьшить ошибки измерения не менее чем на 20…40 % по сравнению с работой на одной частоте.